福建省厦门市思明区湖滨中学2022-2023学年高二下学期6月期末考试物理试题（含解析）

湖滨中学2022-2023学年高二下学期6月期末考试
物理试卷
考试时间： 2023年6月15日
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分
1．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　）
A．从图A中可以看出任意一个分子在100°C时的速率一定比0°C时要大
B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
C．当两个相邻的分子间距离为时，它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零
D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
2．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动的过程中，产生直流电流
B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D．转到图乙、图丁位置时，线圈产生的感应电流方向相反
3．如图a所示，一个100匝的圆形线圈，面积为0.06m2，电阻为。在线圈外接一个阻值为的电阻，将线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感强度随时间变化规律如图b所示，则（ ）
A．0~4s内Q端电势高于P端 B．0~4s流经线圈的电流逐渐增大
C．0~4s内通过R的电荷量为2C D．第5s末电阻R两端的电压为12V
4．如图所示是一种演示气体定律的仪器一哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶，在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，开始时气球自然松弛，气球内气体与外界连通，气体体积为V，瓶内气体体积为。用打气筒出气口紧密贴合气球吹气口并向气球内缓慢打入气体，直至气球体积增大到，容器和气球导热良好，外界温度不变，气球壁厚度不计、重力不计，大气压强为，在此过程中（　　）
A．瓶内气体内能减小
B．瓶内气体吸热
C．瓶内气体压强由变为
D．气球中充入的气体质量等于开始时气球中气体质量
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分
5．一定质量理想气体状态变化的图像如图所示，由图像可知（　　）
A．气体在、、三个状态的密度
B．在的过程中，气体的内能增加
C．在的过程中，气体分子的平均动能增大
D．在的过程中，气体对外界放热
6．如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用横活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（　　）
A．左管内水银面向下移动的距离为
B．活塞向下移动的距离为
C．稳定后右管中气体的压强为
D．稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管
7．如图所示，一块长为a、宽为b、高为c的长方体半导体器件，其内载流子数密度为n，沿方向通有恒定电流。在空间中施加一个磁感应强度为B、方向沿方向的匀强磁场，半导体上、下表面之间产生稳定的电势差U，下列说法正确的是（　　）
A．若载流子为正电荷，则上表面电势高于下表面电势
B．若载流子为正电荷，其所带电荷量为
C．半导体内载流子所受沿z方向电场力的大小为
D．电势差U与载流子数密度n成正比
8．东阳横锦水库水电站的电能对外输送示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示，面积为S的矩形线圈共N匝，匀速转动周期，匀强磁场磁感应强度，输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。则下列说法正确的是（　　）
A．从图乙位置开始计时发电机电动势的瞬时值表达式为
B．若升变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是，需满足
C．为节约变压器制造成本，降压变压器线圈可以采用比线圈更细的导线绕制
D．当用电高峰期用电器增多时，用电器两端电压会降低
三、填空题：本题共2小题，共8分
9．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为300K，则该气体在状态B时的温度为___________K，该气体从状态A经B再到C的全过程中气体对外做功___________J。
10．一辆刚行驶上高速公路的轿车，其四个轮胎内的空气温度相同，且左前轮、右前轮的胎压显示的数字分别为240、248。两小时后，轿车左前轮、右前轮的胎压显示的数字分别为256、264。忽略轮胎容积的变化，则该轿车胎压的单位为________（选填“”，“”或“”）；行驶两小时后，左前轮胎内空气的温度________（选填“高于”“低于”或“等于”）右前轮胎内空气的温度。
四、实验题：本题共2小题，共12分
11．（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________（用符号表示）；
（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：
①油酸膜的面积是_________ cm2：②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________，
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字）
（3）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为，则下列说法正确的是___________。
A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为
12．（1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）在图（乙）中，
①将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；
②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将_______偏转；
③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针将_______偏转；
④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______偏转。
（2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为_______，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。
（3）如图2所示的交变电流的有效值I=_______A（其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）
五、解答题：本题共3小题，共40分
13．如图所示在绝热汽缸内，有一绝热活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27℃，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S=100cm2.现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热37 J，稳定后气体温度变为127 ℃。已知大气压强等于105 Pa，活塞与汽缸间无摩擦，不计活塞重力。求：
（1）加热后活塞到汽缸底部的距离；（2）此过程中气体内能改变了多少。
14．如图，在竖直面内建立坐标系，第一、四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场且大小相同，第三象限真空，平行板如图放置，两板间距为0.6L，板长均为1.8L，板带正电，右端位于y轴上的A点，板在x负半轴上且带负电，右端位于坐标轴O点，板正中间有一小孔P，一质量为m，电量为的带电粒子从板左边沿向x轴正方向以速度，水平射入平行板间，恰好从小孔P离开平行板。不计粒子的重力。求：
（1）粒子从小孔P离开平行板时的速度大小；
（2）若带电粒子进入磁场后能再回到平行板，则第一、四象限内磁感应强度大小应满足的条件。
15．如图甲所示，两根完全相同的光滑金属导轨平行放置，宽L=3m，倾斜部分abcd与水平方向夹角为，匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强度B=0.5T，轨道顶端ac接有电阻R=1.5Ω。导轨水平部分只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B=0.5T，其中磁场左边界zk长为d=1m，边界ke、zf与水平导轨间夹角均为且长度相等，磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好，在斜面上由静止释放，到达底端bd时已经匀速，速度大小为v0=8m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时，给金属棒施加外力，在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数1/v与位移x图像如图乙所示，棒运动到ef处时撤去外力，此时棒速度大小为v0/3。最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直，金属棒连入电路中的电阻为r=0.5Ω。g=10m/s2。求：
（1）金属棒的质量m的大小：（2）水平磁场边界ep的距离大小；
（3）金属棒在水平导轨上运动时，电阻R产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．100°C时有的分子速率比0°C时要小，故A错误；
B．图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故B错误；
C．当两个相邻的分子间距离为时，分子力为零，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故C正确；
D．图中模拟气体压强的产生，分子的速度不是完全相等的，所以也不要求小球的速度一定相等，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．题图为交流发电机的示意图，故而在线圈转动的过程中，产生交流电流，A错误；
B．转到图乙位置时，线圈中磁通量为零，线圈中产生的感应电动势最大，故B错误；
C．转到图丙位置时，线圈中磁通量最大，线圈中产生的感应电流为零，故C错误；
D．转到图乙位置时，AB边向下切割磁感线，由右手定则可知线圈中的电流方向为ADCBA；转到图丁位置时，AB边向上切割磁感线，由右手定则可知线圈中的电流方向为ABCDA；所以感应电流方向相反，D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．0~4s内磁感应强度增大，根据楞次定律可知感应电流为逆时针，所以Q端电势低于P端，故A错误；
BC．0~4s内，根据法拉第感应定律有
感应电流为
通过R的电荷量为
可知0~4s流经线圈的电流不变，故B错误，C正确；
D．4~6s内，根据法拉第感应定律可得电动势大小为
第5s末电阻R两端的电压为
故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．瓶内气体做等温变化，内能不变，故A错误；
B．瓶内气体体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律，可知瓶内气体向外界放热，故B错误；
C．对瓶内气体，根据玻意耳定律有
解得
故C正确；
D．对气球中的气体，初始的压强和体积为，；充气后气球中气体的压强和体积为，，则气球中原来气体与充入气球中气体的质量比为
故D错误；
故选C。
5．BD
【详解】A．根据
可知气体在、、三个状态的体积关系
则密度
选项A错误；
B．在的过程中，气体的温度升高，则内能增加，选项B正确；
C．在的过程中，气体分子的温度降低，则分子的平均动能减小，选项C错误；
D．在的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，则气体对外界放热，选项D正确。
故选BD。
6．BC
【详解】A．两管粗细均匀，开始左管内水银面比右管内水银面高，之后水银面齐平，则左管内水银面向下移动的距离为，故A错误；
C．设开始右管的气压为，则有
解得
对于右管前后温度不变，发生等温变化，则有
解得
故C正确；
B．两管液面相平时，两管中气压也相同，有
对于左管，由等温变化可得
解得
即左管气柱缩短为，又液面下降了，可知活塞向下移动的距离为
故B正确；
D．稳定后固定横活塞，若液面不动，则两边都做等容变化，由查理定律可得
由题可知，稳定后两管中气体压强相等，若环境温度缓慢降低，则两管中气压减小量相等，所以两管中气压仍然相等，水银柱不动，故D错误。
故选BC。
7．ABC
【详解】A．沿方向通有恒定电流，若载流子为正电荷，则电荷移动方向沿方向，磁感应强度方向沿方向，根据左手定则可知，正电荷向上偏转，故上表面电势高于下表面电势，故A正确；
BD．半导体上、下表面之间产生稳定的电势差时，电场力与洛伦兹力平衡，则有
根据电流的微观意义可知
联立可得
，
可知电势差U与载流子数密度n成反比，故B正确，D错误；
C．半导体内载流子所受沿z方向电场力的大小为
故C正确。
故选ABC。
8．AD
【详解】A．图示位置线圈平面与磁场方向垂直，为中性面，从中性面开始计时发动机电动势瞬时值的表达式为
故A正确；
B．由
而
所以
故B错误；
C．降压变压器原、副线圈匝数由
知降压变压器线圈的电流小于线圈的电流，由
知越细的线圈截面积S越小，线圈电阻越大，根据
电流相同情况下电阻越大发热功率越大，为节约变压器制造成本，应该电流大的线圈用粗导线，电流小的线圈用细导线，降压变压器线圈可以采用比线圈更细的导线绕制，故C错误；
D．当用电高峰期用电器增多时，总电阻减小，干路上的电流变大，线路上电阻不变，线路上损失的电压变大
另外考虑电阻，从发电机到线圈，从线圈到用电器也会有电压损失，所以当用电高峰期用电器增多时，电流增大，传输过程中的电压损失增多，用电器两端电压会降低，故D正确。
故选AD。
9． 100 200 200
【详解】[1]对一定质量的理想气体，由理想气体状态方程得
代入数据得
[2]从A到B气体体积不变，气体对外界不做功，从B到C气体体积增大，气体对外界做功，由
[3]由于，该气体在状态A和状态C内能相等
由热力学第一定律
可得
即气体吸收热量200J。
10． 较多 高于
【详解】[1]轿车每个轮胎的压强约为几百千帕，故轿车胎压的单位为。
[2] 忽略轮胎容积的变化，行驶两小时后轮胎内气体压强变大，温度升高；可知行驶两小时后单位时间内对轮胎内壁单位面积上撞击的气体分子数较多。
[3]由题可知左、右前轮压强变化为
可知左、右前轮压强变化相等，刚行驶两车轮的温度相等，根据等容变化规律可得
由于刚行驶，可得
11． bcad
B
【详解】（1）[1]用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。
（2）①[2]图中油膜中大约有个小方格，则油酸膜的面积为
②[3]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
③[4]油酸分子的直径为
（3）[5]
A．1kg油酸所含有分子数为
故A错误；
B．油酸所含分子数为
故B正确；
C．1个油酸分子的质量为
故C错误；
D．设油酸分子的直径为，则有
解得
故D错误。
故选B。
12． 向右 不发生 向右 向左 涡流
【详解】（1）①[1]依题意，在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，可知电流从正接线柱流入电流表，指针左偏，从负接线柱流入电流表，指针右偏；当将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，根据安培定则可知，至下而上穿过螺线管B的磁通量增大，由楞次定律可知，螺线管B中产生的感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
②[2]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表不发生偏转；
③[3]螺线管A放在B中不动，穿过B磁场方向向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，通过螺线管A的电流增大，使得至下而上穿过B的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
④[4]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场方向向上，突然切断开关S时，使得至下而上穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表的正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转；
（2）[5]金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为涡流；
（3）[6]交变电流的有效值为I，则有
解得
13．（1）12cm；（2）7J
【详解】（1）取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L1S，温度为
T1=273+27=300K
末状态的体积为：L2S，温度为
T2=273+127=400K
气体做等压变化，则有
解得
L2=12cm
（2）在该过程中，气体对外做功
由热力学第一定律
14．（1）；（2）
【详解】（1）粒子在板间做类平抛运动
解得
粒子从小孔P离开平行板时的速度大小
方向与水平方向的夹角
即
θ=53°
（2）粒子进入磁场的位置纵坐标
若带电粒子进入磁场后能从O点进入到平行板，则粒子在磁场中的半径
若带电粒子进入磁场后能从A点进入到平行板，则粒子在磁场中的半径
因为
可得
解得
则第一、四象限内磁感应强度大小应满足
15．（1）m=1.8kg；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒在斜面上运动，匀速时，受力平衡：
得
m=1.8kg
（2）从撤去外力到运动至pn处，由动量定理：
代入数据，联立求得
（3）金属棒在水平轨道zkef间运动时，金属棒所受安培力
金属棒切割磁感线的有效长度
联立得
由图像得
得
联立得
金属棒在水平轨道zkef间运动过程中
撤去外力后
电路产生的焦耳热
则电阻R上产生的焦耳热为